NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI PHÂN TÍCH, XỬ LÝ TÀI LIỆU DỊ THƯỜNG TỪ MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC LÃNH THỔ VIỆT NAM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Thu Hằng NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI PHÂN TÍCH, XỬ LÝ TÀI LIỆU DỊ THƯỜNG TỪ MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC LÃNH THỔ VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Nguyễn Thị Thu Hằng NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÁC PHƢƠNG PHÁP HIỆN ĐẠI PHÂN TÍCH, XỬ LÝ TÀI LIỆU DỊ THƢỜNG TỪ MỘT SỐ KHU VỰC THUỘC LÃNH THỔ VIỆT NAM Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu Mã số: 9440130.06 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Đỗ Đức Thanh TS Lê Huy Minh Hà Nội - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu riêng Các kết nghiên cứu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Nguyễn Thị Thu Hằng i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Đức Thanh, trường Đại học Khoa học Tự nhiên- Đại học Quốc Gia Hà Nội, người tận tình hướng dẫn, ln giúp đỡ động viên tơi vượt qua khó khăn q trình thực luận án Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Lê Huy Minh, Viện Vật lý Địa cầu, Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam, người có ý kiến góp ý q báu mặt chun mơn Tơi xin gửi lời cảm ơn tới thầy, cô môn Vật lý Địa cầu, Khoa Vật lý tạo điều kiện thuận lợi để học tập nghiên cứu môn Tôi xin cảm ơn tới Lãnh đạo khoa Tự Nhiên Ban giám hiệu trường CĐSP Hà Tây tạo điều kiện thời gian để tham gia học tập thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn Lãnh đạo Liên đoàn Vật lý địa chất việc cung cấp số liệu dị thường từ khu vực Boong Quang Bó Giới mà tơi áp dụng luận án Một lần nữa, xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp, gia đình ln động viên tơi suốt q trình thực luận án ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng biểu vii Danh mục kí hiệu, viết tắt viii Danh mục hình vẽ, đồ thị ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH, XỬ LÝ TÀI LIỆU DỊ THƢỜNG TỪ 1.1 Các phương pháp phân tích, xử lý tài liệu dị thường từ giới 1.1.1 Các phương pháp giải toán thuận 6 1.1.2 Các phương pháp giải tốn ngược xác định vị trí độ sâu nguồn gây dị thường từ 1.2 Các phương pháp phân tích, xử lý tài liệu dị thường từ Việt Nam 15 1.2.1.Tình hình nghiên cứu trường địa từ trường dị thường Việt Nam 15 1.2.2 Các phương pháp phân tích, xử lý tài liệu dị thường từ Việt Nam 18 1.3 Nhận xét kết luận chƣơng 25 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP TÍN HIỆU GIẢI TÍCH THEO HƢỚNG CỦA TENXƠ GRADIENT DỊ THƢỜNG TỪ TỒN PHẦN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BIÊN CỦA CÁC NGUỒN GÂY DỊ THƢỜNG CÓ DẠNG ĐẲNG THƢỚC 27 2.1 Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp 27 2.1.1 Phép biến đổi Hilbert 27 2.1.2 Áp dụng phép biến đổi Hilbert việc phân tích tín hiệu giải tích 28 2.1.3 Tín hiệu giải tích theo hướng tenxơ gradient dị thường từ toàn phần 29 2.1.4 Xác định giá trị cực đại hàm ED (|EDmax|) 2.2 Kết tính tốn thử nghiệm mơ hình iii 31 32 2.2.1 Mơ hình lăng trụ bị từ hóa 33 2.2.2 Mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa 41 2.2.3 Mơ hình nhiều lăng trụ bị từ hóa 46 2.3 Kết áp dụng số liệu thực tế 49 2.3.1 Kết áp dụng tài liệu từ khu vực Bó Giới 50 2.3.2 Kết áp dụng tài liệu từ khu vực Boong Quang 56 2.4 Nhận xét kết luận chƣơng 61 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP ĐẠO HÀM THEO HƢỚNG XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BIÊN CỦA CÁC NGUỒN GÂY DỊ THƢỜNG TỪ DẠNG KÉO DÀI 63 3.1 Lý xây dựng phƣơng pháp 63 3.2 Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp đạo hàm theo hƣớng 65 3.2.1 Đạo hàm ngang 65 3.2.2 Đạo hàm theo hướng 67 3.3 Kết tính tốn thử nghiệm mơ hình 69 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng hướng lấy đạo hàm góc nghiêng từ hóa lên kết tính tốn 70 3.3.2 Khảo sát hiệu phương pháp mối tương quan so sánh với phương pháp gradient ngang cực đại (HG) 3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng gây hiệu ứng giao thoa 3.4 Kết áp dụng số liệu thực tế Việt Nam 3.4.1 Với hướng đạo hàm hướng kinh tuyến hướng Tây Bắc – 73 75 79 81 Đông Nam 3.4.2.Với hướng đạo hàm hướng Đông Bắc - Tây Nam 3.5 Nhận xét kết luận chƣơng 82 86 CHƢƠNG MỞ RỘNG THUẬT TOÁN GIẢI BÀI TOÁN NGƢỢC CHO ĐA GIÁC VÀ LĂNG TRỤ THẲNG ĐỨNG XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU CỦA MÓNG TỪ CHO TRƢỜNG HỢP 2D VÀ 3D TRONG MIỀN 89 KHÔNG GIAN iv 4.1 Phƣơng pháp xác định móng từ cho trƣờng hợp 2D 89 4.1.1 Giải toán ngược xác định tọa độ đỉnh vật thể gây dị thường từ có tiết diện ngang đa giác 89 4.1.2 Giải toán ngược 2D xác định độ sâu móng từ 90 4.1.3 Kết áp dụng thử nghiệm phương pháp giải ngược 2D xác định độ độ sâu móng từ mơ hình 93 4.1.4 Kết áp dụng phương pháp giải tốn ngược 2D xác định độ sâu móng từ số tuyến đo khu vực Đông Nam thềm lục địa Việt 95 Nam 4.2 Phƣơng pháp xác định móng từ cho trƣờng hợp 3D 102 4.2.1 Giải tốn ngược xác định thơng số vật thể gây dị thường từ có dạng lăng trụ thẳng đứng 102 4.2.2 Giải toán ngược 3D xác định độ sâu móng từ 103 4.2.3 Kết áp dụng thử nghiệm phương pháp giải ngược 3D xác định độ sâu móng từ mơ hình 105 4.2.4 Kết áp dụng phương pháp giải toán ngược 3D xác định độ sâu móng từ khu vực Đơng Nam thềm lục địa Việt Nam 4.3 Nhận xét kết luận chương 109 117 119 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Tên Bảng Bảng 2.1 -Các thơng số mơ hình lăng trụ bị từ hóa Bảng 2.2 -Các thơng số mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa có độ sâu Bảng 2.3 - Các thơng số mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa có độ sâu khác Bảng 2.4 - Các thơng số mơ hình bốn lăng trụ bị từ hóa có độ sâu Bảng 2.5- Thơng số mơ hình bốn lăng trụ bị từ hóa có độ sâu khác Trang 34 41 43 46 47 Bảng 3.1 Thông số mô hình lăng trụ bị từ hóa 63 Bảng 3.2 Thơng số mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa 64 Bảng 3 - Các thơng số mơ hình lăng trụ bị từ hóa 70 Bảng 3.4 - Các thơng số mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa song song Bảng 3.5 - Các thơng số mơ hình hai lăng trụ bị từ hóa cắt vi 75 77 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Tên Hình Trang Hình 2.1.Xác định giá trị cực đại hàm |ED| 31 Hình 2.2 Dị thường từ tồn phần vật thể hình lăng trụ bị từ hóa 34 thẳng đứng Hình 2.3 Kết tính tốn hàm |A| |ED| 2D 3D lăng trụ bị từ 35 hóa thẳng đứng Hình 2.4 Kết xác định biên vật thể bị từ hóa thẳng đứng 36 Hình 2.5 Dị thường từ tồn phần vật thể hình lăng trụ bị từ hóa 36 nghiêng 250 Hình 2.6 Kết tính tốn hàm |A| |ED| 3D lăng trụ bị từ hóa 37 với góc nghiêng I = 250 Hình 2.7 Kết xác định biên vật thể bị từ hóa với góc nghiêng 38 I=25o Hình 2.8 Dị thường từ tồn phần vật thể hình lăng trụ bị từ hóa 38 nghiêng 50 Hình 2.9 Kết tính tốn hàm |A| |ED| 2D 3D lăng trụ bị từ 39 hóa nghiêng 50 Hình 2.10 Kết xác định biên vật thể bị từ hóa với góc nghiêng 40 I=5o Hình 2.11 Dị thường từ tồn phần hai lăng trụ có độ sâu 41 bị từ hóa với góc nghiêng 250 Hình 2.12 Kết tính hàm |A| |ED| 2D 3D hai lăng trụ có độ 42 sâu bị từ hóa nghiêng 250 Hình 2.13 Kết xác định vị trí biên hai lăng trụ có độ sâu 43 bị từ hóa với góc nghiêng I=25o Hình 2.14 Dị thường từ tồn phần hai lăng trụ có độ sâu khác vii 44 bị từ hóa với góc nghiêng 250 Hình 2.15 Kết tính hàm |A| |ED| 2D hai lăng trụ có độ sâu 44 khác bị từ hóa nghiêng 250 Hình 2.16 Kết tính hàm |A| |ED| 3D hai lăng trụ có độ sâu 45 khác bị từ hóa nghiêng 250 Hình 2.17 Kết xác định vị trí biên hai lăng trụ có độ sâu khác 45 bị từ hóa với góc nghiêng I=25o Hình 2.18 Kết xác định biên mơ hình bốn vật thể có độ sâu 47 bị từ hóa với góc nghiêng 250 Hình 2.19 Kết xác định biên mơ hình bốn vật thể có độ sâu 48 khác bị từ hóa với góc nghiêng 250 Hình 2.20 Dị thường ΔTa khu vực Bó Giới 52 Hình 2.21 Dị thường ΔTa vùng nghiên cứu khu vực Bó Giới sau 52 loại bỏ nhiễu Hình 2.22 Kết xác định |ED|max vật thể gây dị thường từ 53 Hình 2.23 Kết xác định biên vật thể gây dị thường từ vùng 53 nghiên cứu khu vực Bó Giới Hình 2.24 Dị thường ΔTa vùng nghiên cứu khu vực Bó Giới sau 54 loại bỏ nhiễu Hình 2.25 Kết xác định |ED|max vật thể gây dị thường từ 55 Hình 2.26 Kết xác định biên vật thể gây dị thường từ vùng 55 nghiên cứu khu vực Bó Giới Hình 2.27 Dị thường ΔTa khu vực Boong Quang 59 Hình 2.28 Dị thường ΔTavùng nghiên cứu khu vực Boong Quang sau 59 loại bỏ nhiễu Hình 2.29 Kết xác định |ED|max vật thể gây dị thường từ 60 Hình 2.30 Kết xác định biên vật thể gây dị thường từ vùng 60 nghiên cứu khu vực Boong Quang viii ... LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng biểu vii Danh mục kí hiệu, viết tắt viii Danh mục hình vẽ, đồ thị ix MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN... Biên độ Horizontal Gradient – Đạo hàm ngang Analytic Signal of Tilt Angle - Tín hiệu giải tích góc nghiêng D Độ từ thiên T Từ trường tổng H Từ trường nằm ngang Z Từ trường thẳng đứng ∆Ta Trường... vật thể 2D có tiết diện ngang Talwani Heirtzler [115] giới thiệu sau mở rộng sang vật thể có đường phương dài hữu hạn (Shuey Pasquale [107], Rasmussen Pedersen [100], Candy [52]), gọi vật thể dạng